رفتار ستونهای بتن مسلح تقویت شده با ژاکت فولادی تحت بار محوری مطالعه آزمایشگاهی و تحلیل اجزاء محدود

تقویت ستونهای بتن مسلح به عنوان یکی از مهمترین روشهای بهسازی و افزایش ظرفیت باربری، سازه ها در سالهای اخیر مورد توجه گسترده پژوهشگران قرار گرفته است. تغییر کاربری سازه ها، افزایش بارهای وارده، ضعف طراحی اولیه، فرسودگی سازه و نیاز به مقاوم سازی لرزه ای از جمله مهمترین دلایل استفاده از روشهای تقویت ستونهای بتن مسلح محسوب می شوند. در میان روشهای مختلف مقاوم سازی استفاده از ژاکت فولادی به دلیل سهولت اجرا، افزایش قابل توجه ظرفیت باربری و بهبود شکل پذیری ستون ها کاربرد فراوانی یافته است. در این پژوهش رفتار ستونهای بتن مسلح تقویت شده با ژاکت فولادی تحت بار محوری مورد بررسی آزمایشگاهی و عددی قرار گرفت. سه پارامتر اصلی شامل نوع سیستم تقویتی فولادی، تعداد مهارهای افقی و ابعاد صفحات مهاری مورد مطالعه قرار گرفتند. برنامه آزمایشگاهی شامل هفت نمونه ستون بتن مسلح با ابعاد ۱۲۰۰ × ۲۰۰ × ۱۰۰ میلیمتر بود که شامل دو نمونه مرجع و پنج نمونه تقویت شده می باشد. همچنین جهت تحلیل رفتار نمونه ها مدل اجزاء محدود در نرم افزار ANSYS نسخه ۲.۰ توسعه داده شد. نتایج نشان داد استفاده از ژاکت فولادی موجب افزایش قابل توجه ظرفیت باربری ستون ها گردید؛ به طوری که بیشترین افزایش ظرفیت باربری مربوط به نمونه تقویت شده با ناودانی و شش مهار افقی بود که حدود ۴۷ درصد افزایش نسبت به نمونه مرجع نشان داد. نتایج همچنین نشان داد که افزایش تعداد مهارها در سیستم های مبتنی بر ناودانی تاثیر بیشتری نسبت به سیستم های مبتنی بر نبشی دارد. مقایسه نتایج آزمایشگاهی و تحلیل اجزاء محدود نیز تطابق مناسبی را بین مدل عددی و رفتار واقعی نمونه ها نشان داد. اختلاف میان نتایج آزمایشگاهی و تحلیلی کمتر از ۵ درصد بوده که بیانگر دقت مناسب مدل سازی عددی است.

کلیدواژه ها:

ستون بتن مسلح ، ژاکت فولادی ، مقاوم سازی ، اجزاء محدود ، ANSYS ، بار محوری ، شکل پذیری